火灾自动报警及联动控制系统的设计及实现

刘旭东

（长沙金鼎消防安全工程有限公司,长沙410005）

随着社会经济的快速发展，建筑新建和改造的进程也在加快，赋予现代建筑越来越多的功能，其内部设施也随之变得更为复杂，对建筑防火也提出了更高的要求。结合以往实践，火灾自动报警系统和消防联动控制系统在火灾发生时的先期预报、及时扑救等方面发挥着不可或缺的作用，已经成为降低火灾伤亡和减少火灾损失最好的保证。现阶段，遵照《建筑防火设计规范》、《民用建筑电气设计规范》、《火灾自动报警系统设计规范》以及现行的与之相关的国家标准和规定，对火灾自动报警及联动控制系统进行优化设计，有着重要的现实意义。

1 火灾自动报警及联动控制系统的设计要求和功能需求

1.1 系统的设计要求

火灾自动报警系统和消防联动控制系统均以探测器为核心组成内容，通过对火焰、温度、烟雾等信号的检测来发现危险源，并将这些信号传统给系统，完成火灾预报和控制的任务。根据建造相互使用性质、火灾危险程度以及控制难度来对系统的保护对象分级，主要有以下三级：最高等级为特级，主要针对高层民用建筑，其高度在100m以上，对于此类保护对象，通常采用的是控制中心报警系统；其次为一级，主要针高于24m的公共建筑、民用建筑，以及一些工业建筑，属于一类建筑，对于此类保护对象，通常采用的是集中报警系统；再次为二级，主要针对低于24m的民用建筑（包括地下民用建筑），属于二类建筑，对于此类保护对象，通常采用的是区域报警系统。建筑使用性质的不同，划分报警区域及探测区域的依据和方法也不同，对报警区域进行划分，通常以防火分区为依据，有时为了方便也已楼层为依据；对探测区域进行划分，通常以独立房间为依据，也会结合保护对象的级别[1]。概括而言，火灾自动报警系统主要分为区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统三种形式，不同形式的系统，其设计要求也不同，在此不一一列述。

对于消防联动控制系统的设计，应符合以下要求：无论是消防控制线路的铺设，还是警报和通信线路的铺设，都应进行暗铺设，并采用经过阻燃处理的金属管或硬质塑料管进行保护；受条件限制采用明铺设时，应对金属管以及线槽进行防火保护；采用总线编码模块对消防水泵等控制设备进行控制时，应在消防控制室装设手动控制装置。对于该系统的设计，应保证控制设备发出的控制信号以及探测器发出的报警信号能够在同一条总线回路上进行传输[2]。此外，还应对火灾应急广播、消防专用电话、系统接地和供电进行设置，具体设计要求在此不一一列述。总而言之，火灾自动报警系统和联动控制系统应达到框架化和规范化的设计要求。

1.2 系统的功能需求

现代建筑具有面积大、楼层多、结构复杂等特点，一些公共建筑还具有人员密集等特点，基于这些特点，一旦发生火情火灾，在缺乏统一的疏散指挥下，容易造成很大的人员伤亡，这对火灾自动报警及联动控制系统提出了更高的要求，目前这两大系统在不断增强功能需求的同时，正在朝智能化方向发展，具体体现为由“固定阀值”转变为“可变阀值”，而能否实现这一转变主要取决于智能化程度的高低，这又与应用软件的技术水平相关。智能型系统以集中报警控制器为核心，其基本框架为火灾报警控制主机、火灾应急广播装置、消防专用电话、消防通信、联动控制柜以及交流和直流电源；其功能需求为火灾报警功能、故障报警功能、屏蔽功能、自检功能、监管功能、电源功能、联动控制功能以及信息显示和查询功能。除了集中报警控制器外，联动控制柜、应急广播装置、火灾探测器和报警控制主机也是智能型系统的重要组成部分，以联动控制柜为例，其核心装置为消防联动控制器，具备指示功能、报警功能、手动功能、编程功能和记录功能[3]。

2 火灾自动报警及联动控制系统的设计与实现

2.1 火灾自动报警系统的设计

该系统分为集中报警控制、气体灭火控制、火灾应急广播、消防专用电话、火灾探测器、报警控制器等六大子系统。

（1）集中报警控制器。为达到火灾自动报警及消防联动控制的目标，应采用基于两大系统的集中报警控制器，本设计选用FS5050型报警控制器，该控制器是一种集多种控制技术为一体的联动型控制器，满足火灾报警和消防联动的相关要求，广泛应用于大型消防工程中。FS5050采用Linux平台，以此为基础构建的智能系统架构具有可靠易用的优点，强化了系统的在线帮助和现场编程功能，而且在发生局部故障时，仍然能够保持正常运行；通过模块化设计，可对单机容量的50个回路进行自由选择，具备强大的存储能力；利用自动ID识别技术进行即时交互式校检，对总线信息进行仲裁，能够有效保证报警的速度；采用CAN隔离通讯接口，实现对各控制设备的连接；利用总线漏电流识别技术及分布电源供电技术，实现系统过载保护功能。关于报警总线回路的设置，应结合与之相对应的地址容量，对各节点进行估算，定好初步框架，具体接线方式为：火灾探测器→放大电路→A/D转换→单片机→总线控制器→总线收发器→集中报警控制器[4]。

（2）气体灭火控制器。建筑变电所内都安装了大量的电气设备，对此必须安装气体灭火装置，本设计选用FS5090气体灭火器，该灭火器可与报警控制器等设备构成一套完整的灭火控制系统，通过模块化和抗误动作设计，能够有效确保系统的可靠性和安全性，且能够与火灾报警控制器进行通讯，联动编程关系的确立，还能够强化系统的自我保护性能。

（3）火灾应急广播和消防专用电话。火灾应急广播子系统分为总线式和多线式组成方式，为达到使用需求，本设计选用总线式组成方式，主要包括功率放大器、总线控制器和应急扬声器三大组件，功率放大器为该系统中的重要功率输出，在电源方面，主电源采用交流供电，备用电源采用交直流供电；在保护方面，以锁存式输出为主，使系统具备过载保护、远端短路保护等功能。利用RS485串行总线与消防控制器进行连接，实现消防联动控制，二者联动使应急广播表现为自动广播和手动广播两种形式，具有监听功能和故障声光报警功能。为确保在火灾发生时能够与外界保持联系，消防值班室和控制室都必须装设可直接报警的外线电话。

（4）火灾探测器和报警控制器。火灾探测器包括感烟探测器和感烟探测器两种，感烟探测器采用光电式，连接探测器底座后，再连接系统总线，基于总线接线方式，火灾探测器也采用总线系统，连接完成后应将信号汇总到智能型系统控制主机中，完成信号集中采集工作。报警控制器实际上是一个带有漏电检测的断路器，在安装时应先规划好防火区域的分布设计，对保护范围和动作时间进行确定，满足分级保护要求，同时还应增设手动断电模式，保障供电安全和不间断性。

2.2 消防联动控制系统的实现

火灾发生后的第一要务是抢时间，仅依靠自动报警系统难以达到这一要求，必须要与联动控制系统一起来发挥作用，本设计充分考虑实际使用需求，通过联动控制来实现对火灾控制和灭火行动的迅速反应。

（1）联动控制动作。联动控制动作流程为：报警接收器发出报警信号→集中报警控制器运行→确认火灾区域→各系统切断非应急电源→启动气体灭火→灾情解除→手动复位集中报警控制器，对消防供水系统、空调通风系统、电梯回降、防火卷帘、门禁系统和气体灭火系统进行联动控制，应将联动控制柜设在消防控制中心内，与智能型系统的火灾集中报警控制器组成为一个统一整体[5]。

（2）人机交互界面。通过FS4000消防控制中心图形显示系统来实现火灾自动报警系统和消防联动控制系统人机交互界面的联合控制，对机箱、配套接口模块及中央控制软件进行控制。人机交互界面的多数操作都设有一定的权限，主要体现在消音、查看事件、修改时间、系统复位、参数设置、功能设置、设备维护、删除事件记录等方面，交互操作通过模拟事件来完成，报警声响作为事件被捕捉记录，显示在平面图中。

3 结论

火灾灾害频发给人们的人生和财产安全带来了极大的威胁，受灾损失的逐年加大，也使社会各界对火灾预防工作尤为关注，历次火灾的发生已经充分证明，原有的火灾报警系统已经很难满足当前各领域的使用需求，对火灾自动报警及联动控制系统进行优化设计，显得尤为重要。

[1]谢扬磊.地下车库火灾自动报警及联动控制系统设计[J].现代建筑电气,2013,21(10):141-143.

[2]覃夏，李科民.浅谈火灾自动报警及联动控制系统[J].黑龙江科技信息,2010,28(13):246-248.

[3]郑付.浅谈火灾自动报警及联动控制系统[J].现代经济信息,2014,20(07):370-371.

[4]熊辉.浅谈火灾自动报警及消防联动控制系统的配置[J].中国高新技术企业,2010,15(04):71-72.

[5]李栋，李春燕.火灾自动报警及联动控制系统的日常维护保养[J].山西建筑,2009,30(12):197-198.